跨平台C/C++开发的总结

时间：2022-09-09 19:48:44
跨平台的代码最好是在写的时候就已兼顾到多平台，即编写和调试分别在两个平台上同时进行。如果是先在一个平台开发后再来做移植，工作量可能会大很多。这种移植可能会用到很多重构方法，假如你没有很好的单元测试流程，那么大规模的重构将很有可能引入bug。

　　在两个平台同时开发并不困难。首先，你最好能找到在这些平台都可以使用的工具，vim+makefile是个不错的选择，缺点是gdb的调试不是很方便。因此我通常会创建一个“_IDE”的目录，里面主要放一些工程文件（vs和xcode的)，使用这些IDE调试会方便不少。

　　跨平台开发选择一门跨平台的语言是必须的。像java或python这类可以自成一派的语言，几乎不用考虑不同平台的差异。这里主要讨论的是C/C++，它本身是非常具有可移植性的，只是由于一些历史原因，它的标准还没有完全普及。庆幸的是，作为一门可以直接跟系统打交道的语言，差异大多在不同系统提供的api上。


１.　操作系统扩展的C标准函数

　　文件I/O操作是比较有代表性的，最初C的标准库文件寻址最大是4G，现在已有超过4G的文件，所以文件寻址从３２位变成了６４位，windwos上有了这一批api出现。 
_ftelli64
_lseeki64
　　这些带下划线的都不可移植的。像这种功能不变，函数名有变的情况，通常我们直接用宏的方式重新命名。 
#ifdef　WIN32
#define _LSEEK _lseeki64
#else
#define _LSEEK lseek
#endif
　　另一些函数是被增强了。比如微软有很多安全版本的字符串处理函数。如果确实需要，最好显示地调用，而不是采用安全模板重载(Secure Template Overloads)。


2.　自己扩展C标准库

　　广泛使用的C标准是C89，一些现在常用的函数并有包含其中，比如bool类型。于是多数人会自己定义一个BOOL类型的TRUE和FALSE。 
#ifdef TRUE 
#undef TRUE
#define TRUE 1
#endif

#ifdef FALSE 
#undef FALSE
#define FALSE 0
#endif

　　TRUE和FALSE是非常容易使用到的名字，先判断是否已经定义。另外，这类定义最好不要被其它人可见，因为大部分系统api都以返回０表示成功，如果你返回TRUE很有可能被别人认为是返回０.


3.  CPU对C的影响

　　这种影响主要是CPU总线位数和对齐方式。
　　int这种C标准类型，在16位和32位上长度是不一样的，64位在编译器上表示不同。解决这类问题，我们通常是给这些类型重新命名。
#ifdef WIN32 
　  typdef __int64 int64_t 
#else
    typdef long long int64_t
#endif
　　这些重定义一般都是放在stdint.h中。这个在*nix世界中已成为标准，最近的VS2010也加入了这个头文件。

　　对齐方式情况比较复杂一些，但它通常不会影响计算，会影响到写入磁盘和内存里读数据。操作内存，只要不是把指针强制转换，一般不会有什么问题。而如果程序在一个小端对齐的环境中写的文件，再由大端对齐中读取，这样就会出现错误的结果。
　　通常，我们会规定文件上的对齐方式，然后在程序中再做判断。比如： 

int flipEndian(int x)
{
#if defined (__ppc__) || defined (__ppc64__)
int y = x;
... do somthing 
x = y;
#endif
return x;
}

　　在写入和读取的地方都应用这些函数，就可以比较轻松的应付了。


4.　不同系统提供的api不同

　　api是操作系统自己的规范，当有两种及其以上的规范存在时，我们可以选择其中的一种规范（自己再实现一个规范当然不错，但没必要再把问题复杂化）。
　　比如我们需要让线程休眠几秒种，windows和bsd上都有sleep函数，它们不仅写法有点差异，参数类型也不一样。这时我们只需要选择一种标准即可。 
#ifdef WIN32
#include <Windows.h>
#define sleep(t) Sleep((t)*1000)
#else
#include <unistd.h>
#endif

　　我个人比较倾向于用bsd那一套，因为它们大多遵守POSIX规范，更通用一些。

　　有些api比较复杂，用宏定义做不了，这时可以用inline实现更为复杂的表达。比如下面的 
#ifdef WIN32
typedef void* pthread_t;
typedef void* pthread_attr_t;

typedef void *(WINAPI* thread_proc_t)(void *);

__inline int pthread_create(pthread_t * __restrict pHandle,
                          const pthread_attr_t * __restrict attr,
                          thread_proc_t threadStart,
                          void* arg) 
{
DWORD tid;
*pHandle = CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)threadStart, arg, CREATE_SUSPENDED, &tid);
return tid;
}

#else
#define WINAPI
#endif

　　这种移植是以牺牲少部份功能为代价的，要确保你用到的是两个平台功能的交集。


５.　分开编译移植

　　有时不同平台差异太大，上面这些小打小闹已经不能满足需要，是时候动点大手术了。
    　通常，我们会声明一个共同的头文件，然后在不同平台有不同的实现。为了方便管理，通常会写在不同文件。比如同一个util.h，然后创建win和mac的两个目录，不同平台的util.c的实现放在对应的目录中即可。
一些设计模式可以派上用场。比如代理模式能减少一些冗余代码，工厂模式可以让你创建对象时更轻松一点。针对不同的需求，封装粒度也会不同。


６. 第三方工具

　　boost是一个非常好用的库。它的社区很活跃，质量上乘，而且也是跨平台的。cygwin也是一个非常好用的产品，它在windows上模拟unix上的接口，几乎不用做任何修改就可以编译。缺点是必须带上一个额外的动态库。类似的产品还有很多。


　　跨平台开发还有很多细节也需要注意，比如源代码文件的编码。一般使用utf-8最好。很多IDE对UTF-8编码的识别不好，可以加上BOM来帮助识别。如果你直接用VS或Xcode写，默认方式下在另一编辑器里，中文字符都会显示为乱码，而gvim在这方面就好很多。另外，文件名最好用全小写。



　　上面总结的是底层代码，如果要移植C/C++的界面，先找到一套跨平台的界面框架吧，否则这基本上是不可能变成的任务。
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